(57)【要約】 【課題】  電解液の使用量を削減し、その電気分解で生じるガスの発生、それに起因する特性劣化及び外装ケースの破損を抑制した高信頼性の電気二重層コンデンサを提供すること。【解決手段】  集電体一体化正極電極９と集電体一体化負極電極８との間に電解液を含浸する多孔膜セパレータ１０を配置し、捲回されたとき、集電体一体化負極電極８と集電体一体化正極電極９の間の短絡防止を目的として配置する絶縁膜１５には、ポリイミド、ＰＴＦＥ、ポリエステル、ポリプロピレン等の、電解液に対し耐有機溶剤性と非浸透性を兼ね備えた絶縁材を用いることで、電解液は電気二重層を形成する、正極分極性電極と負極分極性電極の間に有る多孔膜セパレータ１０のみに含浸させ、電解液量を削減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体上に電極層を形成してなる正負の分極性電極の間に多孔膜セパレータを介在させ、電解液を含浸させて外装ケースに収めた電気二重層コンデンサにおいて、一方の極性の前記分極性電極と、前記多孔膜セパレータと、他方の極性の前記分極性電極と、前記電解液に対して非浸透性であり前記分極性電極間の短絡を防止するための絶縁膜とが、この順に重ねられ捲回されたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
前記絶縁膜は耐有機溶剤性の高分子からなることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項３】
前記絶縁膜はポリイミド、ＰＴＦＥ、ポリエステル、ポリプロピレンのいずれかからなることを特徴とする請求項２記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項４】
前記分極性電極は集電体の片面に電極層を形成した片面電極型であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気二重層コンデンサ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気二重層コンデンサに関し、特に電解液の電気分解で発生するガスによる内部圧力の上昇及びそれに伴う経時的な特性劣化を抑制するのに適した電気二重層コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の電気二重層コンデンサの捲回素子について、図面に基づいて説明する。図６は従来例の捲回素子の概要を示す斜視図、図７はその捲回素子の巻き取り構造を示す分解斜視図、図８はその捲回素子の簡略化した積層構造を示す断面図である。また、図４はこの種の電気二重層コンデンサの断面図であり、図５はこの種の捲回素子の概要を示す斜視図である。
【０００３】
従来の捲回素子１は、図６に示すような捲回素子構造とされていた。すなわち、図６に示すように向かい合わせに配置した集電体一体化正極電極９と集電体一体化負極電極８が短絡しないように、また電解液を含浸させるために、２枚の多孔膜セパレータ１０を介在させた捲回素子構造を有していた。この捲回素子の巻き取り構造は図７のとおりであり、一面に正極電極層１３が形成され他面には正極リード端子５が取り付けられた正極集電体１４からなる正極の分極性電極と、第１の多孔膜セパレータ１０と、一面に負極電極層１１が形成され他面には負極リード端子４が取り付けられた負極集電体１２からなる負極の分極性電極と、第２の多孔膜セパレータ１０とが重ねられ巻き取られる構造である。
【０００４】
その捲回素子の積層構造を簡略化して断面図で示すと図８のようである。実際には、その上に何層も捲回されているが、中心付近の単位となる構造だけを示した。
【０００５】
さらに、図５のように、捲回素子１を巻き止めテープ６で固定し、図４に示した外装ケース３に収め、電解液を含浸させた後、封止ゴム７で封止し、印刷チューブ２で覆い、電気二重層コンデンサとなる。なお、同種の技術はたとえば特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１０６７９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に示したような従来の電気二重層コンデンサの捲回素子１では、電気二重層の形成に関係しない、単に負極集電体１２と正極集電体１４間の短絡防止を目的とする多孔膜セパレータ１０があり、そこにも余分な電解液を含浸していた。その結果、図４に示したような電気二重層コンデンサの外装ケース３により内封されたことにより、電解液の電気分解を助長し、ガス発生及び特性劣化を加速させ、内部圧力の上昇を起こし特性劣化をさらに進行させ、場合によっては外装ケースの破裂に至るという問題点があった。
【０００８】
この状況にあって、本発明の課題は、電解液の使用量を削減し、その電気分解で生じるガスの発生、それに起因する特性劣化及び外装ケースの破損を抑制し高信頼性の電気二重層コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するための構造上の特徴を有し、正極集電体と負極集電体の間の短絡防止を目的として負極集電体側に配置するセパレータには、ポリイミド、ＰＴＦＥ、ポリエステル、ポリプロピレン等の電解液に対する耐有機溶剤性と非浸透性を兼ね備えた絶縁材質とすることで、電解液は電気二重層を形成するための正極電極と負極電極の間に介在する多孔膜セパレータに含浸され、過剰な電解液を排除し、電解液の絶対液量を削減し電気分解により発生するガスを抑制する。
【００１０】
すなわち、本発明の電気二重層コンデンサは、集電体上に電極層を形成してなる正負の分極性電極の間に多孔膜セパレータを介在させ、電解液を含浸させて外装ケースに収めた電気二重層コンデンサにおいて、一方の極性の前記分極性電極と、前記多孔膜セパレータと、他方の極性の前記分極性電極と、前記電解液に対して非浸透性であり電極間の短絡を防止するための絶縁膜とが、この順に重ねられ捲回されたことを特徴とする。
【００１１】
前記絶縁膜は耐有機溶剤性の高分子からなる膜とすることができる。
【００１２】
前記絶縁膜はポリイミド、ＰＴＦＥ、ポリエステル、ポリプロピレンのいずれかからなる膜とすることができる。
【００１３】
前記分極性電極は集電体の片面に電極層を形成した片面電極型とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電解液量を削減でき、電気分解によるガス発生を抑制し、内部圧力上昇による特性劣化及び外装ケースの破損を防止する信頼性の高い電気二重層コンデンサを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態での捲回素子の概要を示す斜視図であり、図２はその捲回素子の巻き取り構造を示す分解斜視図であり、図３はその捲回素子の簡略化した積層構造を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すような集電体一体化正極電極９と集電体一体化負極電極８間を短絡させないように配置し捲回されるセパレータは、図２にも示すように正極電極層１３と負極電極層１１間は電解液を含浸する多孔膜セパレータ１０であるのに対し、負極集電体１２側は、電解液に対して非浸透性の絶縁膜１５である。図２に基づいて、詳しく説明する。内側から順に、一面に正極電極層１３が形成され他面には正極リード端子５が取り付けられた正極集電体１４からなる正極の分極性電極と、多孔膜セパレータ１０と、一面に負極電極層１１が形成され他面には負極リード端子４が取り付けられた負極集電体１２からなる負極の分極性電極と、電解液に対し非浸透性の絶縁膜１５が重ねられ捲回される構造である。
【００１７】
また、図３に本実施の形態の捲回素子の簡略化した積層構造の断面図を示すように、負極集電体１２側の非浸透性の絶縁膜１５に電解液が含浸することはなく、電気二重層を形成しない部分から電解液を排除することにより外装ケース３（図４参照）に内封される電解液量を、従来例の電気二重層コンデンサの捲回素子と比較し、１／２に削減でき、電気分解によるガス発生を抑制し、内部圧力上昇による特性劣化及び外装ケース３が破損することを防止できる。
【００１８】
このとき用いる絶縁膜１５には電解液に対する耐性に優れるように耐有機溶剤性の高分子からなる材質が適しており、特にポリイミド、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリエステル、ポリプロピレンが使い易い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態での捲回素子の概要を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態での捲回素子の巻き取り構造を示す分解斜視図。
【図３】本発明の実施の形態での捲回素子の簡略化した積層構造を示す断面図。
【図４】一般の電気二重層コンデンサの断面図。
【図５】一般の捲回素子の概要図。
【図６】従来例の捲回素子の概要を示す斜視図。
【図７】従来例の捲回素子の巻き取り構造を示す分解斜視図。
【図８】従来例の捲回素子の簡略化した積層構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１    捲回素子
２    印刷チューブ
３    外装ケース
４    負極リード端子
５    正極リード端子
６    巻き止めテープ
７    封止ゴム
８    集電体一体化負極電極
９    集電体一体化正極電極
１０    多孔膜セパレータ    
１１    負極電極層
１２    負極集電体
１３    正極電極層
１４    正極集電体
１５    絶縁膜    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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